Элементы и виды разломов и классификация трещин.
Нарушения без смещения и с незначительными перемещениями, не более нескольких сантиметров, называют трещинами. В совокупности они образуют трещиноватость в горных породах. Различают трещины, образовавшиеся в связи с внутренними процессами измерения вещества породы, так называемые первичные трещины, и трещины, которые образованы в связи с внешними воздействиями на породы – трещины тектонического происхождения и экзогенного происхождения(трещины, оползней, обвалов, отслаивания и др.). Первичная трещиноватость осадочных толщ является следствием литификации (в связи с увеличением объема горной породы при гидратации составляющих породу минералов, либо в связи с уменьшением объема при высыхании первоначально влажных осадочных отложений и пр.). В результате этого каждый слой осадочной породы обычно расчленяется трещинами отрыва, субперпендикулярными плоскости напластования, которые в совокупности с границами раздела слоев образуют естественную отдельность. Первичная трещиноватость пород магматической серии является прототектонической, обусловленной главным образом развитием трещин в остывающем магматическом теле. Протектоническая трещиноватость в зависимости от состава и условий кристаллизации магматического расплава дает различные формы отдельности: матрацевидную в гранитах, подушечную в диабазах, плитообразную в лавовых потоках кислых пород, столбчатую или призматическую в базальтах.
Тектонические трещины являются результатом деформации горных пород. При внешнем воздействии на тело последнее подвергается пластической деформации («течению»), а при превышении предела прочности – хрупкой деформации с образованием трещин. В геологической среде пластические деформации проявляются в образовании складчатости (перекристаллизации при метаморфизме и пр. явлениях), хрупкие – в образовании трещин и разломов. К нарушениям со смещением относятся сбросы, взбросы, сдвиги и надвиги. Элементами тектонических нарушений являются: сместитель, крылья, угол наклона сместителя амплитуды смещения.
Сместитель – это плоскость, по которой происходит смещение. Угол наклона сместителя может варьировать от нескольких градусов до 80-90o. Крылья – блоки пород, расположенные по обе стороны сместителя. При наклонном положении сместителя крыло, которое располагается над ним, называется висячим крылом, а расположенное под ним – лежачим. Амплитуда смещения– величина относительного перемещения пластов. Различают амплитуду смещения по сместителю, вертикальную, горизонтальную, стратиграфическую.
Одной из наиболее характерных форм разрывных нарушений является сброс. Это нарушение, у которого сместитель наклонён в сторону опущенного крыла (независимо от того, является оно висячим или лежачим). Если же сместитель наклонен в сторону приподнятых пород и уходит под них, то такое нарушение называется взброс. В отличие от описанных типов нарушений сдвигом называется разрывное нарушение, у которого перемещение происходит преимущественно в горизонтальном направлении, а сместитель расположен вертикально. Часто (или почти всегда) сбросы и сдвиги проявляются совместно и называются сбросо-сдвигами и сдвиго-сбросами.
Надвигом называется дислокация с разрывом пластов и надвиганием одного крыла на другое по относительно пологой или горизонтальной плоскости. Это нарушение взбросового типа, возникающее обычно вместе со складчатостью. Выделяют крутые (более 45o), пологие (менее45o) и горизонтальные надвиги. Эти структуры широко проявлены в складчатых областях. Надвиг с большим горизонтальным перемещением называется шарьяжем, у которого висячее крыло может перемещаться на многие километры и даже на десятки километров.
Сбросовые нарушения часто проявляются в виде систем сбросов и взбросов. При этом образуются своеобразные структуры.
Грабен – опущенный участок земной коры ограниченный параллельными сбросами значительной протяжённости.
Горст – приподнятый участок земной коры, заключенный между параллельными разломами.
Несколько параллельных ступенчато расположенных грабенов образуют сложный грабен. Это относится к структурам Великих африканских озёр (Танганьика, Альберта, Рудольфа), рифту Красного моря, рифту озера Байкал, Рейнскому грабену и др.
Наиболее крупные надвиги и шарьяжи, характеризующиеся перемещениями пород на десятки километров по пологим, горизонтальным и волнистым поверхностям называются покровами. В покровах выделяются перемещённые массы висячего крыла, называемые аллохтоном, и оставшееся на месте лежачее крыло, называемое автохтоном. Покровы развиваются в областях со сложным покровно-складчатым строением (в Альпах, Апеннинах, Гималаях, Карпатах, на Большом Кавказе и других областях).
Кливаж.
Кливаж (франц. clivage — расслаивание, расщепление), расщепление горных пород на тонкие пластины, наблюдаемое в местах распространения линейных складок слоев земной коры, которые возникают вследствие тектонических движений.
Особенно хорошо проявляется в глинистых сланцах, где толщина пластин может иметь доли миллиметра (кровельные сланцы). Более толстые и грубые пластинки образуются в песчаниках и известняках. Условия образования К. не вполне выяснены. Несомненную роль играет перекристаллизация минералов в условиях направленного сжатия. Кристаллы сплющиваются в плоскости, перпендикулярной оси сжатия, и порода приобретает плоскопараллельную ориентированную внутреннюю структуру. Так как линейные складки образуются в земной коре под влиянием сжатия, направленного перпендикулярно к их осевым плоскостям, плоская ориентировка кристаллов принимает то же направление, обеспечивая в том же направлении и способность породы раскалываться на пластинки. Важное значение при образовании К. имеет вода, выделяемая минералами при метаморфизме горных пород. Сильная перекристаллизация при К. приводит к сланцеватости породы, при которой образуются плоские ориентированные кристаллы размером свыше 1 мм. Иногда К. неправильно называют всякую трещиноватость горных пород.
Кливаж обратный веерообразный, поверхности которого сходятся над антиклиналями, наблюдается обычно в относительно маломощных слоях пластичных пород, залегающих среди мощных, менее пластичных пород.
Кливаж веерообразный аналогичен предыдущему, но только поверхности трещин расходятся над антиклиналями и сходятся над синклиналями. В складчатых структурах в результате рефракции кливажа осевой плоскости образуется веерообразный кливаж в виде пучков
Кливаж s-образный (кливаж искривлённый) имеет разную ориентировку в пластах разного состава, но сохраняет параллельность по отношению к оси складки во всех слоях.
Параллельный кливаж расположен параллельно осевым поверхностям складок и рассмотрен ниже как кливаж течения.
Кливаж линейный характеризуется ориентированным расположением минералов не только по сланцеватости, но и в плоскости наслоения, разделяет породу на мелкие столбчатые и призматические частицы в направлении осей складок.
Эпохи складчатости.
Докембрийский тектогенез:
белозерский (эоархей — середина палеоархея) 3500-3050 млн лет
кольский (середина палеоархея — середина мезоархея) 3050-2700 млн лет
беломорский (середина мезоархея — неоархей) 2700—2500 млн лет
альгонкский (неоархей — сидерий) 2500—2230 млн лет
карельский (сидерий — середина риасия) 2230—1980 млн лет
балтийский (середина риасия — орозирий) 1980—1830 млн лет
гудзонский (орозирий — статерий) 1830—1670 млн лет
гуронский (статерий — калимий) 1670—1490 млн лет
лаксфордский (калимий — середина калимия) 1490—1360 млн лет
готский (середина калимия — эктазий) 1360—1210 млн лет
эльсонский (эктазий — середина эктазий) 1210—1090 млн лет
гренвильский (середина эктазий — середина стения) 1090—930 млн летбайкальский (середина стения — тоний) 930—860 млн лет
делийский (тоний — криогений) 860—650 млн лет
кадомский (криогений — эдиакарий) 650—520 млн лет
салаирский (эдиакарий — силур) 520—410 млн лет
Фанерозойский тектогенез:
каледонский - (силур — пермь) 410—260 млн лет
Классические каледониды — каледонские структуры Британских островов и Скандинавии, Северной и Восточной Гренландии. Типичные каледониды развиты в Центральном Казахстане и Северном Тянь-Шане, в Юго-Восточном Китае, в Восточной Австралии. Существенную роль Каледонская складчатость сыграла в развитии Кордильер, особенно Южной Америки, Северных Аппалачей, Срединного Тянь-Шаня и других областей.
герцинский (варисский) - (пермь — конец юры) 260-90 млн лет
Первая эпоха герцинской складчатости (или последняя — каледонской) — акадская (середина девона) проявилась в Аппалачах, Канадском Арктическом архипелаге, Андах, центральных частях палеозойской геосинклинали Западной Европы, Центральной Азии (Куньлунь) и восточной Австралии.
Следующая эпоха (фаза) — бретонская (конец девона — начало карбона) наиболее интенсивно проявилась в центрально-европейской зоне поднятий, а также в Иберийской и Марокканской Месетах. Главная эпоха (фаза) герцинской складчатости — судетская (конец раннего — начало среднего карбона) играла основную роль в создании складчатой структуры европейской герцинидских и преобразовании палеозойских геосинклиналей в складчатые горные сооружения.
Отложения среднего карбона (вестфала) смяты в складки движениями так называемой астурийской эпохи (фазы) складчатости, а верхнего карбона (стефана) и низов перми — заальской. С середины ранней или с поздней перми на большей части областей (Центральная и Западная Европа), охваченных герцинской складчатостью, установился платформенный режим, в то время как в южной Европе ещё продолжались, а в восточной Европе, на Урале и в Донецком кряже только начались процессы складчатости и горообразования. Для Донбасса, Предкавказья, Урала, Аппалачей главная эпоха складчатости относится к концу карбона — началу перми. В Карпато-Балканской области, на Большом Кавказе, Алтае и в Монголо-Охотской системе горообразование началось в конце раннего карбона, орогенный период охватил весь поздний палеозой и начало триаса.
киммерийский (мезозойский) - (конец юры — палеоцен) 90-50 млн лет
альпийский - (палеоцен — кайнозой) 50-0 млн лет
Соляная тектоника.
Это распространённая специфическая форма проявления складчатых дислокаций осадочного слоя земной коры. Она обусловлена особыми реологическими свойствами соляных толщ (их относительно низкой плотностью, но — высокой, особенно в условиях больших давлений, пластичностью).
Соляная тектоника проявляется в форме небольших вздутий (так называемых соляных подушек) через соляные диапироиды (куполовидные поднятия с увеличенными в мощности соляными ядрами, но без протыкания надсолевых слоёв) до соляных диапиров (куполов с соляными ядрами, протыкающими надсолевые слои, и часто выходящими на дневную поверхность). Кроме этого, при дальнейшем развитии солевой тектоники могут появляться соляные валы и антиклинали, увенчанные соляными куполами. Эти положительные складки могут простираться на десятки и даже сотни километров. Своды соляных куполов часто разбиты сбросами растяжения и поэтому осложнены грабенами[2].
Основные области соляной тектоники — это континентальные, межконтинентальные и периконтинентальные рифты (авлакогены) и надрифтовые глубокие синеклизы, а также передовые и межгорные прогибы и внешние зоны складчатых сооружений. В частности, в Евразии соляная тектоника континентальных рифтов и палеорифтов известна в пределах Днепровско-Донецкого, Енисей-Хатангского и Вилюйского авлакогенов, а в других местах — в авлакогенах древних горных сооружений США, Канады, Австралии и др. К областям глубоких межконтинентальных рифтов относится рифт Красного моря, а к областям глубоких надрифтовых синеклиз — Прикаспийская низменность, Среднеевропейская низменность и синеклиза Мексиканского залива. Это — наиболее крупные области галокинеза в мире, имеющие сотни соляных куполов и валов.
К областям передовых прогибов относятся Предбайкальский, Предуральский, Предкарпатский прогибы, а также Предпиренейский в Испании, Месопотамский (Персидского залива, который охватывает также и внешнюю зону Загросса в Иране), внешние зоны Восточной Кордильеры в Колумбии и т. д.
Основные соленосные толщи мира имеют раннепалеозойский возраст. Почти все области соляной тектоники являются крупнейшими нефтегазоносными бассейнами.